研制反潛巡邏機有多難
上個月，挪威國防物資局接收了首架P-8A“波塞冬”反潛巡邏機。據(jù)報道，挪威向美國波音公司共采購了5架P-8A“波塞冬”反潛巡邏機，用以取代6架老舊的P-3C“獵戶座”反潛巡邏機。這是挪威國防物資局與波音公司達(dá)成協(xié)議4年后的首次交付，剩余4架飛機目前正處于生產(chǎn)組裝的后期階段，預(yù)計將于明年交付挪威。
作為“察打一體”的航空反潛平臺，反潛巡邏機具有作戰(zhàn)半徑大、搜索范圍廣、機動靈活等特點，是潛艇的“天敵”。反潛巡邏機乃大國重器，世界上能自主研制反潛巡邏機的只有美、俄等少數(shù)國家。那么，研制反潛巡邏機到底有多難？難在哪些方面？本文為您一一解讀。
伊爾-38反潛巡邏機。資料照片
螺螄殼里做道場
早期反潛巡邏機，是依靠雷達(dá)大范圍掃描海面，從而獲取水面潛艇的位置。面對藏在水下的潛艇，往往是束手無策。
二戰(zhàn)結(jié)束后，隨著核動力、AIP（不依賴空氣推進裝置）等先進技術(shù)快速發(fā)展，潛艇的自持力、潛深等性能參數(shù)得到顯著提升。潛艇技術(shù)的進步，催生反潛技術(shù)更新迭代，尤其是現(xiàn)代聲吶浮標(biāo)的問世，使得反潛巡邏機即使身處“天宮”，也能掌控“龍宮”。
然而，茫茫大洋上，如何精確定位水下潛艇絕非易事。相比雷達(dá)發(fā)射的電磁波，水聲探測的穩(wěn)定性要差很多，海洋環(huán)境復(fù)雜多變，水溫、鹽度、水下噪聲等因素都會對浮標(biāo)的探測性能造成干擾。
針對不同水文條件，工程師需要設(shè)計各種用途不同的聲吶浮標(biāo)，例如“默默靜聽”的被動類浮標(biāo)、“積極發(fā)聲”的主動類浮標(biāo)以及“辨別音色”的輔助類浮標(biāo)，這些浮標(biāo)大多使用同樣尺寸的外殼封裝，依靠反潛巡邏機上的浮標(biāo)發(fā)射筒，將其投向預(yù)定海域。
類似釣魚時“打窩”，浮標(biāo)水聽器要想直達(dá)探測效果最佳的水層，必須使用上百米長的懸掛線纜定深，而這將占用浮標(biāo)內(nèi)部大量空間。此外，電池、浮囊、減速傘等零部件都要巧妙地“塞”入外殼內(nèi)，這好比螺螄殼里做道場。
投放聲吶浮標(biāo)的過程比較復(fù)雜，需要經(jīng)過發(fā)射、開傘、入水、展開和激活等多個環(huán)節(jié)。毫無疑問，系統(tǒng)越復(fù)雜，故障率越高，整個過程操作稍有不慎，浮標(biāo)就會沉入海底，失活失聯(lián)，反潛巡邏機也就無法接收到浮標(biāo)的無線電信號。
事實上，聲吶浮標(biāo)搜潛設(shè)備的研發(fā)是一個復(fù)雜又漫長的過程。以美國SSQ系列聲吶浮標(biāo)為例，它的前身——MSS浮標(biāo)在誕生之初就不是很好用，美國軍工企業(yè)對其經(jīng)過數(shù)十年的改進升級，研發(fā)出幾十種類型的浮標(biāo)。由此可見，研發(fā)聲吶浮標(biāo)是一項實踐工程，產(chǎn)品誕生只是起點，需要部隊和廠家對其反復(fù)試驗論證，才能最終列裝部隊。
“花式捕魚”開天眼
成功找到一艘潛艇，需要動用多少軍事力量？
美軍的反潛體系給出答案：除了部署遍布全球的軍艦、潛艇和反潛巡邏機等傳統(tǒng)兵力，還有軍事衛(wèi)星、大型海底聲吶基陣等設(shè)備作為情報偵察力量。毫不夸張地說，現(xiàn)代反潛作戰(zhàn)體系是一張多維空間鋪設(shè)、各級節(jié)點聯(lián)動的“超級大網(wǎng)”，獵殺潛艇如同“花式捕魚”。
作為這張“超級大網(wǎng)”里的重要節(jié)點，反潛巡邏機具備“眼觀六路、耳聽八方”的強大態(tài)勢感知能力，運用“天眼”對潛艇進行廣域搜索和精確定位。
“電波眼”——機載搜索雷達(dá)。常規(guī)潛艇短則數(shù)小時、長則數(shù)天要進行上浮充電，通氣管、潛望鏡等小目標(biāo)一旦露出水面，機載雷達(dá)就會將其鎖定?？紤]到通氣管這類目標(biāo)往往在復(fù)雜海況中若隱若現(xiàn)，機載雷達(dá)不僅需要具備很強的抗雜波特性，還要有較強的目標(biāo)識別分辨率，才能將潛艇特征目標(biāo)從各種復(fù)雜回波中成功篩選出來。
“千里眼”——光電搜索儀。在日常巡邏監(jiān)視任務(wù)中，光電設(shè)備是完成對目標(biāo)拍攝取證的主要設(shè)備。與主動輻射雷達(dá)相比，光電搜索儀具有被動隱蔽搜索的能力，可以神不知鬼不覺地對目標(biāo)進行鎖定和跟蹤，但它可不只是一個高空攝像頭，先進的多功能搜索儀甚至能追蹤到淺海中細(xì)微的溫差變化，以熱源特征查找潛艇。
“透視眼”——磁異常探測儀。毫無疑問，打得準(zhǔn)的前提是定位準(zhǔn)，水下潛艇在什么方位，磁異常探測儀“說了算”。觀察反潛巡邏機的外觀，你會發(fā)現(xiàn)機身上長了一條“尾巴”，這就是磁異常探測儀。不要小看這條“尾巴”，它能夠通過測量地球固有磁場的微小變化，精確定位水下目標(biāo)。不過，研制高精度的磁力計絕非易事，需要運用地球物理、量子力學(xué)、磁干擾補償?shù)葘W(xué)科理論知識，直到如今也僅有少數(shù)國家掌握。
脫胎換骨換新顏
自反潛巡邏機等特種機誕生之日起，載機選型就是一個難題：在新增機載設(shè)備如此繁多的情況下，是在成熟載機平臺上改裝穩(wěn)妥，還是專門設(shè)計一型飛機更好？這個問題困擾設(shè)計師許久。
這個難題貫穿于整個特種機發(fā)展史。在運輸機改裝預(yù)警機的過程中，蘇聯(lián)等國都曾因為載機的氣動外形發(fā)生巨大變化，導(dǎo)致機毀人亡的嚴(yán)重事故；在研制P-1反潛巡邏機時，日本決定“另起爐灶”，全新設(shè)計一型載機平臺，因未掌握發(fā)動機相關(guān)技術(shù)，在新機試飛期間就發(fā)生了多臺發(fā)動機空中停車的事故。
目前，世界上大多數(shù)國家并不具備研制大型飛機的能力，而反潛巡邏機技術(shù)風(fēng)險大、生產(chǎn)批次少，更多國家選擇在成熟的客機或運輸機平臺上進行改裝，改裝過程大致有以下3步：
第一步是“舊屋改造”，對艙內(nèi)空間進行重新布局。“大海撈針”是一個細(xì)致活，反潛巡邏機常常需要進行數(shù)小時的搜潛作業(yè)。為了給長時間飛行的空勤人員提供良好的工作環(huán)境，反潛巡邏機一般會將氣密機艙劃分為駕駛艙、任務(wù)艙、設(shè)備艙以及休息艙等艙段，設(shè)置衛(wèi)生間、廚房等必要的生活設(shè)施，并配備應(yīng)急救生設(shè)施，保證在緊急情況下飛行人員能夠順利逃生。
第二步是“房屋精裝”，在機身表面加裝設(shè)備。改裝反潛巡邏機最大的挑戰(zhàn)，莫過于重新調(diào)整載機的氣動布局。加裝大量外部設(shè)備，不僅改變了飛機的氣動外形，還會帶來更為復(fù)雜的操縱配平問題，這類改裝往往有悖于普通飛機的氣動設(shè)計理念。因此，在改裝過程中，設(shè)計師會采用隱蔽式、小鼓包等外形設(shè)計，避免裸露在機身表面的設(shè)備影響飛機飛行氣動布局。
第三步是“安裝家電”，為飛機加裝反潛武器。航空魚雷、反艦導(dǎo)彈的體積龐大，要想在“寸土寸金”的載機空間內(nèi)加裝武器系統(tǒng)，無疑是一個復(fù)雜工程。尤其是武器彈艙的加裝，設(shè)計師需要重新規(guī)劃油箱和管路的位置，在機型選型過程中，機身寬大的客機或運輸機是首選方案。
“裝修”完成后，反潛巡邏機還需開展“宜居性”測試。改裝并非是簡單“堆”設(shè)備，生產(chǎn)廠家只有經(jīng)過反復(fù)試飛驗證，通過電磁兼容測試，直至機載系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)各種復(fù)雜環(huán)境下正常工作，才能拿到出廠“合格證”。【來源：解放軍報 張鼎一 李 坤】
